黃炳周

（福建省水利水電工程局有限公司　福建　泉州　362000）

小直徑淺孔微差爆破技術(shù)在人工挖孔樁中的應(yīng)用

黃炳周

（福建省水利水電工程局有限公司福建泉州362000）

在設(shè)計(jì)時(shí)，為了使基礎(chǔ)的承載力得到提高，通常會(huì)在巖石中的巖層內(nèi)設(shè)置基礎(chǔ)的持力，在對巖層進(jìn)行施工時(shí)，經(jīng)常使用到的一種方法是爆破法。在使用爆破技術(shù)之前，必須完全掌握爆破技術(shù)，避免在實(shí)行過程中出現(xiàn)安全事故或者建筑物的持力層和沉降不符合要求。本文通過案例進(jìn)行分，探討小直徑淺孔微差爆破技術(shù)在人工挖孔樁中的應(yīng)用。

小直徑；爆破技術(shù)；人工挖孔樁

由于人工挖孔樁在安全方面存在著一些問題，在施工方面需要采取有效的安全措施，對于人工挖孔樁的施工技術(shù)的使用，是目前工程建設(shè)中的重要問題?？咨畛^15m，是屬于限制工藝，孔深在15m范圍內(nèi)，可以使用人工挖孔灌注樁，人工挖孔灌注樁相對于其它樁型來講，更加適用，它能夠?qū)⑵渌鼧缎偷娜毕莺芎玫目朔５鞘褂萌斯ね诳坠嘧侗仨氁ＷC人員的安全。在山坡地區(qū)，由于巖層比較厚，其它樁型根本無法克服，但是人工挖孔灌注樁能夠再現(xiàn)生命力，并能夠克服許多由于地質(zhì)條件影響產(chǎn)生的問題，進(jìn)行人工挖孔樁最主要的就是做好安全措施。

1　工程概況

莆田萬輝世紀(jì)城一期位于莆田市城廂區(qū)龍橋辦泗華荔城北路。萬輝世紀(jì)城一期建筑用地面積為68701.08m2。共19幢建筑（1#～19#樓），其中15#～19#樓11層、14#樓16層、12#樓18層均采用人工挖孔樁，1#～8#樓下設(shè)一層地下室。本工程的建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)是采用人工挖孔樁，樁徑為φ10cm～16cm。設(shè)計(jì)樁的有效長度不能低于5m，樁端使用中風(fēng)化與微風(fēng)化如巖，設(shè)計(jì)樁的數(shù)量為660枚，護(hù)壁所使用的混凝土為C25鋼筋混凝土，根據(jù)樁身來對混凝土進(jìn)行相同的標(biāo)號(hào)，護(hù)壁的厚度為1.5cm。其中1#～8#樓下設(shè)一層地下室，先將基坑土方進(jìn)行開挖，然后再對樁基進(jìn)行施工，基坑的深度為56cm，其中一側(cè)樓與山邊靠近，而且大部分樁都已經(jīng)入巖，其中有一部分樁與設(shè)計(jì)要求的有效樁長不符合，這使得該工程的基礎(chǔ)樁的樁端都需要進(jìn)入到微風(fēng)化巖層和中風(fēng)化巖層[1]。西側(cè)和萬輝世紀(jì)城二期毗鄰，建筑物與基坑的最小距離為150cm。

根據(jù)該工程的地質(zhì)勘查報(bào)告了解到，在工程項(xiàng)目建筑范圍內(nèi)沒有不良地質(zhì)存在，比如坍孔、涌泥、落石、流沙等情況都不會(huì)發(fā)生。工程項(xiàng)目建筑的地層主要由微風(fēng)化花崗斑石、全風(fēng)化花崗斑石、填土、淤泥、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化花崗斑石、泥質(zhì)粉砂、卵石等構(gòu)成。

2　爆破技術(shù)設(shè)計(jì)

該工程人工挖孔樁的樁徑大部分為φ10cm，少部分樁徑為12cm，有效樁的長度應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為超過50cm，設(shè)計(jì)樁持力層要設(shè)置在中風(fēng)化花崗巖內(nèi)，由于1#～8#樓下設(shè)一層地下室，必須現(xiàn)對基坑土方進(jìn)行開挖，然后再對樁基進(jìn)行施工，這樣在開孔之后就立即使用爆破技術(shù)進(jìn)行施工，由于有效樁長的長度必須為50cm以上，所以持力層必須設(shè)置在中風(fēng)化花崗巖和微風(fēng)化花崗巖上。樁深度大部分都在150cm的范圍之內(nèi)，1#～8#樓成樁的深度在50cm之上[2]。持力層的總共爆破工程接近6000m2。人工挖空樁中使用爆破技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，會(huì)受到自由面和作業(yè)面的影響，由于巖石具有較大的夾制力，在中風(fēng)化花崗巖上層的地段進(jìn)行成孔時(shí)，會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)條件因素，導(dǎo)致護(hù)壁的抗震能力較弱。根據(jù)這種情況可以發(fā)現(xiàn)，在對孔樁進(jìn)行入巖爆破時(shí)，使用小直徑淺孔微差爆破技術(shù)更為合適。對于多樁承臺(tái)，要使用跳樁進(jìn)行施工，以免出現(xiàn)多樁串孔的情況。

2.1中心孔掏槽布置

在樁位的中心位置設(shè)置一個(gè)炮孔，在樁位的周圍均勻的布置周邊炮孔，在進(jìn)行爆破時(shí)，現(xiàn)將中間的炮孔爆破，然后再爆破四周的炮孔，對周邊炮孔的爆破需要根據(jù)爆破的順序來進(jìn)行，主要有分段爆破和同時(shí)爆破兩種，炮孔的布置以及爆破的順序如圖1～2所示[3]。

圖1　周邊孔同時(shí)起爆示意圖

圖2　周邊孔分段起爆示意圖

2.2爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)

樁基入巖的爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)需要依據(jù)爆破孔樁的直徑大小、巖石的性質(zhì)、巖石的結(jié)構(gòu)、巖石的風(fēng)化程度、巖石的變形性、巖石的內(nèi)聚力、所用炸藥的性能，巖石的裂隙性以及巖石的動(dòng)力特性來確定。通過以往對高層建筑孔樁進(jìn)行施工總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，并對礦山豎井開挖的爆破參數(shù)進(jìn)行參考，將爆破參數(shù)適當(dāng)?shù)男拚?，得出以下單位用藥量的系?shù)q值見表1。

2.3炮眼布置

使用小直徑孔樁爆破技術(shù)時(shí)，工作面通常是使用1～2個(gè)掏槽眼，5～7個(gè)周邊眼來進(jìn)行爆破的。掏槽眼的布置應(yīng)當(dāng)按照錐形來布置，傾斜的角度在10～15°的范圍內(nèi)，周邊眼的布置應(yīng)當(dāng)按照垂直眼來布置，距離孔樁護(hù)壁15cm的距離進(jìn)行布置。當(dāng)出現(xiàn)擴(kuò)大頭孔樁的情況時(shí)，周邊眼布置時(shí)應(yīng)當(dāng)比擴(kuò)大頭的傾斜角度小5～10°，這樣能夠保證擴(kuò)大頭圍巖的穩(wěn)定性[4]。炮眼的制造應(yīng)當(dāng)使用氣動(dòng)鑿巖機(jī)來進(jìn)行。

表1　單位用藥量系數(shù)q值

2.4打孔

使用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔的直徑應(yīng)當(dāng)為3.8～4.5cm，鉆孔的深度應(yīng)當(dāng)為10cm，風(fēng)鉆供風(fēng)應(yīng)當(dāng)使用6～10m3，風(fēng)壓力應(yīng)當(dāng)為0.5MPa。

2.5爆破計(jì)算

炮眼的深度為10cm，鉆孔的直徑為3.8～4.5cm，孔跟隨為40cm，即L=10cm，A=0.4m，B=0.4m，不同的巖層所使用的炮眼炸藥的量也不同。

（1）強(qiáng)～中風(fēng)化層所使用的炮眼炸藥用量為：

炮眼布置需要在距離樁孔護(hù)壁15cm的周邊布置，在樁中心布置一個(gè)炮眼，周邊炮眼與樁中心炮眼要在一個(gè)平面上，使開挖面平整，中心炮眼應(yīng)當(dāng)超鉆1cm。10cm樁孔內(nèi)應(yīng)當(dāng)布置6個(gè)炮眼，12cm直徑的樁孔內(nèi)應(yīng)當(dāng)布置8個(gè)炮眼。單位體積所使用的炮眼炸藥用量為：

10cm樁孔內(nèi)單位體積所使用的炮眼炸藥用量=74×6=444（g）

12cm樁孔內(nèi)單位體積所使用的炮眼炸藥用量=74×8=592（g）

（2）中～微風(fēng)化層所使用的炮眼炸藥用量為：

10cm樁孔內(nèi)單位體積所使用的炮眼炸藥用量=95×6=570（g）

12cm樁孔內(nèi)單位體積所使用的炮眼炸藥用量=95×8=760（g）

（3）微風(fēng)化層所使用的炮眼炸藥用量為：

10cm樁孔內(nèi)單位體積所使用的炮眼炸藥用量=127×6=762（g）

12cm樁孔內(nèi)單位體積所使用的炮眼炸藥用量=127×8=1016（g）

2.6裝藥

裝藥之前先要將炮眼清理干凈，檢查合格之后才可以進(jìn)行裝藥。裝藥需要嚴(yán)格按照要求來進(jìn)行，不能使用不符合規(guī)定要求的爆破材料，對于裝藥的藥量也要進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3　爆破器材選型

3.1炸藥

對炸藥的選擇要選擇防水性能較好的炸藥，炸藥的威力不宜太大也不宜太小，選擇合適威力的炸藥以保證在爆破中成孔護(hù)壁的穩(wěn)定性。

3.2雷管

選用電雷管網(wǎng)絡(luò)，并要使用絕緣性能較好的接頭，為了使爆破能達(dá)到較好的效果，保證護(hù)壁的穩(wěn)定性，可以使用秒延期雷管。

3.3起爆器

起爆器要選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的具有合格證明的起爆器，比如MFD-200型號(hào)起爆器。起爆能源應(yīng)當(dāng)使用毫秒差電雷管，進(jìn)行正向爆破。

4　安全技術(shù)措施

4.1爆破地震和飛石控制

孔樁護(hù)壁通常使用的護(hù)壁為C25鋼筋混凝土，在澆筑5d之后，就可以進(jìn)行爆破而且對護(hù)壁不會(huì)造成影響。在爆破時(shí)應(yīng)當(dāng)注意不能在未達(dá)齡期的孔樁內(nèi)20m的范圍進(jìn)行爆破[5]。在爆破孔樁內(nèi)使用砂袋墊高，以便爆破后氣體的排除，然后將孔口使用鐵板蓋住，再用砂袋壓住孔口，防止飛石從中飛出。

4.2爆破防漏電措施

在裝藥之前，要將電氣設(shè)備全部提升到地面，在裝藥過程中，必須保證接頭的絕緣性，在拖地時(shí)不能與泥水接觸，不能在雷雨天進(jìn)行爆破。

4.3爆破器材安全管理

對于爆破器材要進(jìn)行嚴(yán)格的安全管理，必須要找要求進(jìn)行存放、使用和回收，在進(jìn)行爆破之前應(yīng)當(dāng)將爆破器材分類，并分別防止，在運(yùn)輸過程中，要防止爆破器材發(fā)生碰撞。

4.4設(shè)立安全警戒線

在爆破時(shí)要設(shè)立安全警戒線，安全一道警戒線設(shè)置的范圍應(yīng)當(dāng)在爆破區(qū)中心以外的50m，二道警戒線設(shè)置在中心外的200m。在爆破進(jìn)行時(shí)，不能再進(jìn)行其它施工，其它人員要撤離爆破現(xiàn)場。

5　結(jié)束語

通過案例可以證明，人工挖孔樁在使用爆破技術(shù)時(shí)，只要做好安全措施，將能夠發(fā)揮很好的效果。小直徑淺孔微差爆破技術(shù)與人工挖孔相結(jié)合，能夠解決工程中的重要難題，值得在類似工程中被使用。

[1]黃卓新，向維峰，潘浩，等.分段微差爆破技術(shù)在橋梁人工挖孔樁中的應(yīng)用[J].公路工程，2012，37（2）：112～114，127.

[2]劉海霞.爆破技術(shù)在人工挖孔樁嵌巖施工中的應(yīng)用[J].青海交通科技，2011，26（6）：43～44.

[3]葛貴偉，張計(jì)璨.控制爆破技術(shù)在人工挖孔樁工程中的應(yīng)用[J].露天采礦技術(shù)，2010，34（4）：10～11.

[4]鐘茂林.微差爆破技術(shù)在和平里二期人工挖孔樁中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，56（18）：64，51.

[5]李秀麗.爆破技術(shù)在人工挖孔樁成孔應(yīng)用[J].科技傳播，2011，18（16）：116～117.

TU753.3

A

1673-0038（2015）27-0069-02

2015-6-20